一根旨在部署于柔性應(yīng)用環(huán)境下的電纜，從本質(zhì)上來說，是否必須是柔性電纜?

實(shí)際上這并不一定正確,盡管許多讀者可能只是將其視為語法上的一種簡(jiǎn)單定義，但事實(shí)上許多柔性電纜并不適合其所標(biāo)定的持續(xù)彎曲或柔性運(yùn)行環(huán)境。在當(dāng)下競(jìng)爭(zhēng)激烈并且極端復(fù)雜的電子行業(yè)，電纜故障或任何設(shè)備故障的可能性不應(yīng)該存在，因?yàn)槠髽I(yè)不能接受任何的宕機(jī)時(shí)間，同樣也不能接受在預(yù)期壽命到期之前的幾年內(nèi)提前更換昂貴的設(shè)備，尤其是在當(dāng)前競(jìng)爭(zhēng)來自全球四面八方，利潤(rùn)率大幅降低的市場(chǎng)環(huán)境下。

但是，線纜故障和系統(tǒng)宕機(jī)然仍存在，為什么？

本文將討論柔性電纜與設(shè)計(jì)用于恒定彎曲的電纜之間的差異，并研究為什么簡(jiǎn)單地假設(shè)柔性電纜一定適用于某個(gè)極端柔性環(huán)境可能是一個(gè)代價(jià)高昂的錯(cuò)誤。

可彎曲還是柔性?

可彎曲和柔性之間存在巨大的差異，而并非簡(jiǎn)單的語義不同。當(dāng)然，電纜能夠適當(dāng)彎曲和排列以實(shí)現(xiàn)整齊美觀的安裝也是非常重要的。柔軟的電纜可以應(yīng)用于那些需要依據(jù)固定設(shè)計(jì)線路鋪設(shè)的項(xiàng)目，并且使得安裝更加簡(jiǎn)便，同時(shí)也簡(jiǎn)化了機(jī)柜或者橋架內(nèi)的故障排除。另外還應(yīng)該注意的是，圓形的電纜彎曲時(shí)具有更高的可靠性，因?yàn)樵趶澢鷷r(shí)圓形電纜不會(huì)受限于軸向彎曲。

考慮到這一點(diǎn)，在布線時(shí)應(yīng)該選擇具有正確“彎曲性能”的電纜，因?yàn)橐坏┎季€和安裝實(shí)施完成后，電纜在整個(gè)使用壽命過程中將會(huì)是靜態(tài)，在這種情況下，具有良好“彎曲性能”的標(biāo)準(zhǔn)電纜充分滿足使用的需求。

然而，在許多生產(chǎn)設(shè)備和物料搬運(yùn)設(shè)備中，電纜在操作中需要持續(xù)的彎折，能夠承受數(shù)百萬次彎曲循環(huán)的柔性電纜比具有“彎曲性能”的標(biāo)準(zhǔn)電纜要復(fù)雜的多，并且還需要考慮一系列獨(dú)特的因素。

因此，您如何選擇正確的柔性電纜?

首先要考慮的是電纜所需要應(yīng)對(duì)的彎曲類型，是單軸，扭轉(zhuǎn)還是多軸？每種類型都需要一些特定的電纜屬性。例如，要求最極端性能（高達(dá)1400萬次柔性周期）的單軸控制電纜，需要靈活的電纜結(jié)構(gòu)，適用于高柔性的操作，并且可能還需要實(shí)現(xiàn)屏蔽性能；而在要求較低的單軸環(huán)境下，可以使用具有最少100萬次柔性壽命和柔性結(jié)構(gòu)的電纜。

在設(shè)計(jì)和應(yīng)用高柔性電纜時(shí)，有四種常見的電纜柔性運(yùn)動(dòng)類型需要考慮：

?滾動(dòng)柔性

?彎曲柔性或者“鐘擺運(yùn)動(dòng)”

?扭轉(zhuǎn)柔性

?多變/隨機(jī)柔性運(yùn)動(dòng)

根據(jù)電纜彎曲運(yùn)動(dòng)的不同方式采用不同的電纜結(jié)構(gòu)和材料，例如，扭轉(zhuǎn)電纜與滾動(dòng)柔性電纜具有不同的扭矩和排線方式。需要使用物理測(cè)試數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)分析來評(píng)估電纜的性能，以確定通常稱為“柔性壽命”的數(shù)值以及系統(tǒng)的整體可靠性。

了解電纜的正確應(yīng)用將幫助設(shè)計(jì)人員選擇最合適的電纜并可靠地預(yù)測(cè)產(chǎn)品的使用壽命和性能。在電纜需要扭轉(zhuǎn)或多變?nèi)嵝赃\(yùn)動(dòng)的應(yīng)用中（例如機(jī)械臂的運(yùn)行），必須采用耐扭轉(zhuǎn)并且扭轉(zhuǎn)程度達(dá)到每米±360 度的特殊電纜。

現(xiàn)如今有些電纜需要在極其彎曲的前提下運(yùn)行，其中一種情況是電纜或者拖鏈經(jīng)歷連續(xù)彎曲或者線性運(yùn)動(dòng)，設(shè)計(jì)用于承載這些運(yùn)動(dòng)的電纜必須采用獨(dú)特的制造工藝或材料。這是因?yàn)樵谌嵝赃\(yùn)動(dòng)環(huán)境中，電纜出現(xiàn)故障的主要原因之一就是護(hù)套破裂，特別是屏蔽電纜由于內(nèi)護(hù)套和外護(hù)套表面在運(yùn)動(dòng)時(shí)彎曲半徑的差異導(dǎo)致護(hù)套容易破損。

由于沒有能夠在連續(xù)彎曲線性運(yùn)動(dòng)的條件下充分量化電纜性能的專用柔性測(cè)試設(shè)備， Alpha Wire 設(shè)計(jì)并制造了專用的測(cè)試設(shè)備，目前該設(shè)備仍在使用中，確保Alpha Wire 的柔性電纜能夠滿足極端彎曲環(huán)境內(nèi)嚴(yán)苛要求。

該設(shè)備能夠長(zhǎng)時(shí)間提供加速的電纜軌道運(yùn)動(dòng)，并已經(jīng)用于測(cè)試多種高柔性電纜。該設(shè)備每分鐘固定循環(huán) 17 次，每個(gè)月固定循環(huán) 1,836,000 次，唯一的變量是安裝電纜拖鏈的彎曲半徑。它有四個(gè)安裝電纜的軌道，兩個(gè)軌道的彎曲半徑為 4.5英寸，另兩個(gè)軌道的彎曲半徑為 6 英寸。在測(cè)試中，每根電纜的導(dǎo)體彼此互連，并與計(jì)數(shù)器連接，該計(jì)數(shù)器記錄每個(gè)完成的電纜彎曲循環(huán)周期，直到電纜中的一根導(dǎo)體斷裂為止，這意味著該電纜的使用壽命結(jié)束并導(dǎo)致計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，另外如電纜的外護(hù)套有任何明顯的開裂或斷裂，也意味著電纜失效。

雖然目前還沒有確鑿的證據(jù)證明該項(xiàng)柔性測(cè)試與電纜壽命直接關(guān)聯(lián)，但是Alpha Wire 認(rèn)為該項(xiàng)測(cè)試的條件比大多數(shù)實(shí)際安裝的拖鏈應(yīng)用環(huán)境要苛刻許多。也許能夠證明采用正確電纜重要性的最佳方式就是使用真實(shí)客戶的實(shí)際應(yīng)用案例才更有說服力。

客戶是一家成熟的汽車裝配廠，剛剛購置了許多噴涂機(jī)器人以實(shí)現(xiàn)整個(gè)油漆噴涂過程的自動(dòng)化，但是當(dāng)機(jī)器人首次投入使用并進(jìn)行試運(yùn)行時(shí)，機(jī)器人在最初幾天內(nèi)紛紛發(fā)生故障。經(jīng)過多次嘗試和仔細(xì)排查，發(fā)覺原因在于多次重復(fù)發(fā)生的線纜故障（并非Alpha Wire的產(chǎn)品）。

在這個(gè)階段， Alpha Wire受邀參與故障排除及解決方案的實(shí)施。 Alpha Wire的工程師們分析了故障的原因，核查了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡，并咨詢了參與設(shè)備安裝的工作人員，以確定確切的故障原因并防止問題的再次發(fā)生。

現(xiàn)場(chǎng)確定了許多問題，但是最主要的原因在于現(xiàn)場(chǎng)所使用的電纜沒有經(jīng)過機(jī)器人制造商的測(cè)試，而是僅僅使用了一根普通的柔性電纜。

該款電纜連接機(jī)柜與機(jī)器人,布線非常整齊,并且在一個(gè)看起來非常整潔美觀的裝置中走線。然而這款電纜無法在任何平面上實(shí)現(xiàn)連續(xù)的彎曲，這意味著電纜在機(jī)器人往復(fù)運(yùn)行后很短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)失效。通過設(shè)計(jì)和制造專門定制的柔性電纜，Alpha Wire解決了這個(gè)問題并滿足了客戶在這一特殊環(huán)境內(nèi)應(yīng)用的需求。新的電纜首先在一個(gè)機(jī)器人上進(jìn)行了測(cè)試并推廣到其他機(jī)器人，最終的結(jié)果是機(jī)器人已經(jīng)平穩(wěn)運(yùn)行了近兩年半的時(shí)間而沒有更換過電纜。